复杂环境下专用计算机的设计及验证

摘要

本文在研制任务的要求下，展开了对抗复杂环境的专用计算机研究，完成了专用计算机的系统设计、软硬件实现、系统联试，并通过了各项环境实验考核。
　　 专用计算机的工作主频高达200MHz，有较强的运算能力。主机运算单元为两片TI-DSP C6747芯片。借助FPGA芯片完成对DSP芯片的状态检测和工作状态切换，本文提出并实现了基于DSP芯片的快速切换温备份技术，保证了专用计算机能够对外部接口进行接近无缝的连续操作。测试结果表明，DSP芯片切换时间最大为6.1μs。
　　 该专用计算机系统每片DSP芯片挂载了16M*32bit大小的SDRAM作为程序存储器。在FPGA芯片控制下，DSP芯片从NAND FLASH加载，并且可以操作8Gbit的FLASH空间，512Kbit的EEPROM空间；同样在FPGA的监测下，DSP芯片可以操作两路速率为720Mbps的INDS接口、一路双通道冗余备份的1553B接口、5路速率为kHz量级的开关量输入接口、5路速率为kHz量级的时序输出接口；同时作为状态自检的手段，DSP可以操作一片实时时钟RTC芯片、通过两片板上的温度传感器芯片读取当前板上的温度。
　　 经过电系统功能覆盖测试，专用计算机工作在200MHz的主频下，存储器功能正常、实时时钟工作正常、温度传感器工作正常，DSP芯片能够完成快速的切换，并且720Mbps下的LVDS通信正常，作为远程终端(RT)的1553B接口通信正常，输入输出接口隔离效果良好，通信正常。
　　 在此基础上，专用计算机通过了常压下12个循环的鉴定级热循环测试、基于国家军用标准GJB151A的电磁兼容测试和累计1014个小时的长期开机测试。